Evolución de la litiasis residual post-LEOC en función del tipo de cálculo y de la composición de la orina

Evolution of post-ESWL residual lithasis depending on the type of calculus and urine composition

Félix Grases, Antonia Costa-Bauzá, Bernat Isern, Pilar Sanchis, Joan Perelló, Fernando Hierro, Antonio Conte Visus

Laboratorio de Investigación en Litiasis Renal. Instituto Universitario de Investigación en Ciencias de la Salud (IUNICS), Universitat de les Illes Balears. Palma de Mallorca. Policlínica Miramar. Palma de Mallorca. España.

Se agradece a la Dirección General de Investigación (Proyecto CTQ2006-05640) y al Gobierno de las Islas Baleares (Subvención al Grupo de Investigación en Litiasis Renal como grupo coherente de excelencia investigadora PCTIB-2005GC4-06), la ayuda económica prestada.

Dirección para correspondencia

RESUMEN

Objetivos: La eliminación de cálculos renales mediante ondas de choque (LEOC) suele dar buenos resultados, aunque no siempre se consigue la expulsión completa de los fragmentos generados, que pueden inducir nuevos episodios litiásicos. Así, se considera que entre el 10 y el 26% de los cálculos fragmentados pueden experimentar procesos de re-crecimiento. En este trabajo se presenta un estudio "in vitro" de la influencia de la composición del fragmento y de la orina en el crecimiento de los fragmentos post-LEOC, con la finalidad de conocer los efectos de ambos parámetros, valorar su importancia y así poder plantear medidas profilácticas efectivas.
Métodos: Para ello se seleccionaron fragmentos post-LEOC de cálculos de oxalato cálcico monohidrato (24), oxalato cálcico dihidrato (48), hidroxiapatita (24) y ácido úrico (16). Todos los fragmentos utilizados fueron expulsados el mismo día de la aplicación de las ondas de choque.
Resultados: En todas las situaciones, los fragmentos de cálculos estudiados presentaron una notable capacidad para inducir el crecimiento del oxalato cálcico o/y fosfato cálcico, de manera que en condiciones de normocalciuria se generaron cristales de oxalato cálcico monohidrato (COM), con hipercalciuria y pH inferior a 6.0 crecieron cristales de COM y oxalato cálcico dihidrato (COD) y en condiciones de hipercalciuria y pH superior a 6.0 crecieron cristales de hidroxiapatita (HAP) y brushita (BRU). Es de destacar que las velocidades de crecimiento más elevadas se observaron sobre fragmentos de COD, en condiciones de hipercalciuria y pH = 6.5, y le siguen en orden de magnitud las velocidades de crecimiento sobre fragmentos de COM y HAP en condiciones de hipercalciuria y pH = 6.5. Las demás velocidades de crecimiento son parecidas y del orden de 10 veces inferiores a las primeras. En cuanto al papel de los inhibidores de la cristalización, el fitato exhibió efectos muy notables en todas las condiciones ensayadas. El citrato, sin embargo, incluso para elevadas concentraciones (1000 mg/L), manifestó efectos inhibidores débiles.
Conclusiones: Estos estudios demuestran la importancia de evitar la retención de nucleantes heterogéneos (micropartículas sólidas preexistentesj en las cavidades renales ya que actúan muy eficazmente como inductores de la formación de nuevos cálculos, cuya composición depende en gran medida de la composición de la orina.

Palabras clave: Fragmentos post-LEOC. Litiasis residual. Crecimiento de fragmentos. Mecanismos. Oxalato cálcico. Fosfatos cálcicos. Acido úrico.

SUMMARY

Objectives: Extracorporeal shock wave lithotripsy (ESWL) is one of the most commonly used procedures for removal of renal calculi from the upper urinary tract, but complete expulsion of the fragments generated is not always achieved. This can lead to new lithiasic episodes, and it is considered that 10-26% of fragmented calculi can undergo regrowth. This in vitro study investigated the influence of fragment and urinary composition on post-ESWL growth of fragments, with the aims of establishing the effect and importance of these parameters, and identifying effective prophylactic measures. ]]> Methods: Fragments collected from patients immediately following expulsion after ESWL treatment were selected for regrowth experiments. The particles included 24 calcium oxalate monohydrate (COM) fragments, 48 calcium oxalate dihydrate (COD), 24 hydroxyapatite (HAPj, and 16 uric acid.
Results: In all treatments, calculi fragments showed a considerable capacity to induce growth of calcium oxalate and calcium phosphate. Under normocalciuria conditions, new COM crystals formed; both COM and COD crystals developed under hypercalciuria conditions at a urinary pH < 6.0; and in hypercalciuric conditions and urinary pH > 6.0 both HAP and brushite (BRU) crystals were formed. The highest growth rates were observed for COD calculi fragments under hyper-calciuria conditions and at a urinary pH of 6.5, followed by growth on COM and HAP fragments under the same conditions; growth rates under other conditions tested were similar but 10-fold lower. With regard to the role of crystallization inhibitors, phytate exhibited inhibitory effects under all assay conditions. However, citrate had little effect, even at the highest concentration tested (1,000 mg/L).
Conclusions: This study demonstrates the importance of avoiding heterogeneous nucleant retention (preexisting solid microparticlesj in renal cavities, as these can act as very efficient inducers of the formation of new calculi, the composition of which is mainly dependant on the urine composition.

Key words: Post-ESWL fragments. Residual lithiasis. Fragments regrowth. Mechanisms. Calcium oxalate. Calcium phosphates. Uric acid.

Introducción

La litotricia extracorpórea por ondas de choque (LEOC) constituye uno de los procedimientos más utilizados para eliminar los cálculos del tracto urinario superior en la mayoría de pacientes. Ahora bien, la eliminación de los fragmentos generados no es inmediata y en un número significativo de situaciones se detectan fragmentos residuales. Así, aunque en un 85-96% de los casos se ha descrito la rotura eficiente de cálculos mediante LEOC en fragmentos de tamaño inferior a 5 mm (1-2), también se ha detectado la presencia de fragmentos residuales en un 20-35% de casos 3 meses después de aplicar LEOC (3-5). Estos fragmentos se considera que han experimentado un re-crecimiento cuando su tamaño ha aumentado 1/3 del tamaño inicial. Se considera que entre el 10 y 26% de los cálculos fragmentados pueden experimentar procesos de re-crecimiento (6-7). Estudios que han comparado la recurrencia observada después de aplicar LEOC con la detectada al aplicar nefrolitotomía percutanea, han concluido que la correspondiente a los pacientes tratados con LEOC es muy superior y ello se atribuye a que pequeñas partículas generadas en la fragmentación del cálculo migran hacia cavidades de baja eficacia urodinámica y actúan como inductoras de la génesis de nuevos cálculos (7). Obviamente, el crecimiento de los fragmentos post-LEOC es un factor que puede dificultar o evitar su eliminación espontánea y por tanto, puede constituir una complicación adicional seria a la aplicación de esta técnica. De hecho, estas circunstancias han demostrado la necesidad de establecer medidas profilácticas adecuadas para prevenir el crecimiento de los fragmentos post-LEOC (8-10). Así, se ha observado que la administración de tiazidas reduce el crecimiento de la litiasis residual post-LEOC y favorece su eliminación espontánea. Este efecto de las tiazidas fue muy significativo en pacientes con hipercalciuria (11). También se ha descrito que la terapia con citrato potásico mitigaba la actividad de la litiasis oxalocálcica después del tratamiento post-LEOC (12). En este trabajo se presenta un estudio "in vitro" de la influencia de la composición del fragmento y de la orina en el crecimiento de los fragmentos post-LEOC, con la finalidad de conocer los efectos de ambos parámetros, valorar su importancia y así poder plantear medidas profilácticas efectivas.

Material y métodos

Se seleccionaron cuatro colecciones de fragmentos post-LEOC expulsados espontáneamente y recogidos el día después de la sesión de litotricia:

• 48 fragmentos de cálculos de oxalato cálcico dihidrato (COD)

• 24 fragmentos de cálculos de hidroxiapatita (HAP)

• 16 fragmentos de cálculos de ácido úrico (AU)

Los fragmentos seleccionados en cada grupo eran representativos de los observados mayoritariamente en cada caso y de tamaños parecidos (2 - 4 mm).

Para efectuar los estudios de re-crecimiento de los fragmentos post-LEOC se utilizó un sistema como el que se esquematiza en la Figura 1. En cada experimento se introdujeron 3 fragmentos de cada tipo de cálculo en una cámara de flujo hermética (3 cm de diámetro y 4 cm de altura) que se encontraba situada en un recinto termostatizado a 37 ^oC. Los fragmentos se colocaron dentro de la cámara experimental sin tratamiento previo alguno. Se introdujo orina sintética recién preparada en la cámara de flujo mediante una bomba peristáltica. El sistema se mantuvo en funcionamiento durante diferentes periodos de tiempo con el fin de observar el crecimiento de nuevos cristales sobre los fragmentos, cuyo incremento de masa se evaluó mediante una balanza de precisión. La evaluación de la velocidad de crecimiento de los diferentes fragmentos se estandarizó calculando el incremento relativo de masa, con el fin de evitar los efectos que las diferencias de área superficial podrían tener sobre las medidas de dicha velocidad. Mediante este sistema se valoró también el efecto de distintos inhibidores de la cristalización sobre el re-crecimiento de los fragmentos. Todas las concentraciones ensayadas de inhibidores correspondían a valores fisiológicos. La composición de la orina sintética utilizada se indica en la Tabla I.

En los estudios de la capacidad inhibidora del citrato, considerando las elevadas concentraciones utilizadas y teniendo en cuenta su capacidad para formar complejos con el calcio, se añadieron suplementos de calcio hasta alcanzar la misma sobresaturación en oxalato cálcico que se tenía en ausencia de citrato.

Resultados

En las Tablas II y III se resumen las diferentes velocidades de crecimiento de los distintos fragmentos post-LEOC estudiados, en función de las concentraciones de calcio y pH empleados. En las Figuras 2-6 y en la Tabla IV se muestran los diferentes cristales generados en cada una de las situaciones. Como puede observarse, sobre los fragmentos de COM y en condiciones de normocalciuria ([Ca²⁺] = 150 mg/L) crecen cristales de COM. Tanto sobre fragmentos de COM como sobre fragmentos de COD en condiciones de hipercalciuria ([Ca²⁺] = 250 mg/L), para valores de pH inferiores a 6, crecen cristales de COM y COD. Sobre fragmentos de COM y COD, en condiciones de hipercalciuria y pH superior a 6, crecen cristales de HAP y brushita (BRU). Sobre fragmentos de HAP, en condiciones de normocalciuria y pH superior a 6, crecen cristales de COM, mientras que en condiciones de hipercalciuria y pH superior a 6, crecen cristales de BRU. Sobre fragmentos de cálculos de ácido úrico y en condiciones de normocalciuria crecen cristales de COM.

Es de destacar que las velocidades de crecimiento más elevadas se observaron sobre fragmentos de COD, en condiciones de hipercalciuria y pH = 6.5, y le siguen en orden de magnitud las velocidades de crecimiento sobre fragmentos de COM y HAP en condiciones de hipercalciuria y pH = 6.5. Las demás velocidades de crecimiento son parecidas y del orden de 10 veces inferiores a las primeras.

En cuanto al papel de los inhibidores de la cristalización, en la Tabla V pueden observarse los efectos del fitato sobre el crecimiento de los distintos fragmentos y en las diferentes condiciones de calciuria y pH. Como puede observarse, el fitato exhibió efectos muy notables en todas las condiciones ensayadas. El citrato, sin embargo, incluso para elevadas concentraciones (1000 mg/L), manifestó efectos inhibidores débiles, por lo que su actividad debe relacionarse con su capacidad para complejar al ion calcio y elevar el pH urinario, evitando la formación de cristales de ácido úrico.

Este estudio demuestra que cualquier fragmento de cálculo renal, sea de COM, COD, HAP o AU, puede experimentar un notable re-crecimiento si permanece en contacto durante un tiempo prolongado con una orina litógena (elevada concentración de calcio, pH superior a 6 y déficit de inhibidores). Así, mientras fragmentos de 200 mg de COM, COD o AU pueden experimentar un incremento de peso de 30 mg durante 1 mes estando en contacto con orina normocalciúrica y a un pH igual o inferior a 5.5, cuando un fragmento de 200 mg de COD está en contacto con orina hiperalciúrica y a pH igual o superior a 6.5, en 1 mes puede experimentar un incremento de 500 mg. Este estudio pone por tanto claramente de manifiesto que, aunque es preciso tomar en todos los casos medidas profilácticas para evitar el re-crecimiento de los fragmentos post-LEOC, fuere el que fuere la composición del cálculo fragmentado, estas medidas deben considerarse con especial atención en el caso de tratarse de fragmentos de cálculos de COD, en pacientes hipercalciúricos y con valores de pH urinario elevados (superiores a 6.0). También puede concluirse que el uso de inhibidores de la cristalización como el citrato o el fitato puede ser una medida profiláctica importante para impedir el re-crecimiento de los fragmentos. En el caso del fitato porque se trata de un inhibidor muy efectivo de la cristalización de las sales cálcicas (13-16) y en el caso del citrato porque si el pH urinario es inferior a 5.5, evitará la formación de microcristales de ácido úrico al provocar el aumento de dicho pH y a su vez incrementará la citraturia, lo que contribuirá a un descenso de la sobresaturación del oxalato cálcico, ya que el citrato forma complejos estables con el ion calcio (17-18).

En el caso de la administración de citrato es recomendable, sin embargo, efectuar un estricto seguimiento de los valores de pH urinario, evitando que en ningún caso dichos valores sean superiores a 6.0. Finalmente, estos estudios nos demuestran la importancia de evitar la retención de nucleantes heterogéneos (micropartículas sólidas preexistentes) en las cavidades renales ya que actúan muy eficazmente como inductores de la formación de nuevos cálculos, cuya composición depende en gran medida de la composición de la orina.

Bibliografía y lecturas recomendadas (*lectura de interés y **lectura fundamental)

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Dirección para correspondencia:
Felix Grases
Laboratorio de Investigación en Litiasis Renal
Instituto Universitario de Investigación en Ciencias de la Salud (IUNICS) ]]> Universitat de les Illes Balears
071 22 Palma de Mallorca. (España).
fgrases@uib.es

Recibido: 16 de diciembre 2008.